CN103335938A - 管输介质多流速腐蚀测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明是管输介质多流速腐蚀测定装置。它至少包括自动控制系统、腔体、带压取挂片装置、流速调节模块、加热器和加压系统，其特征是：腔体的前端进液口通过管线与加热器导通，且腔体的前端进液口处设置有安全阀；腔体的后端出液口通过管线与加热器导通回流，并在回流的管线上设置流量计和高压泵；腔体上方的若干开口处都设置带压取挂片装置，腔体的下方设置有排液口，腔体内部设置有若干流速调节模块；加热器上设置有加料口和放空阀，加热器还与加压系统通过管线导通；自动控制系统与腔体、加热器、加压系统、流量计和高压泵都分别导通并能独立控制。本发明节约实验时间，同时模拟更真实的现场环境，其实验数据具有科学性，真实可靠。

Description

管输介质多流速腐蚀测定装置及测定方法

技术领域

本发明涉及流体介质腐蚀性测试技术，是管输介质多流速腐蚀测定装置及测定方法。

背景技术

目前的介质腐蚀性测试，经典的动态挂片方法均采用的是单个容器搅拌式的（类似于反应釜），其缺点之一是不能同时测定介质在恒定温度、压力下不同流速的腐蚀性，如果要评价介质在不同流速情况下的腐蚀性，需要一个周期、一个周期（每一个周期7-30天）的进行不同搅拌速度对腐蚀性的影响实验，要进行介质不同流速对腐蚀性的影响评价需要相当长的时间；其缺点之二是模拟的流态与现场管输流态不完全相符，是用剪切速率代表的流速；其缺点之三是不同时间进行的实验，介质特性发生了变化（由于要评价不同剪切速率下的腐蚀性，需要较长的时间，介质在存放的过程中其性质会发生较大的变化，介质中二氧化碳含量会减少，硫化氢含量会因氧化而减少，介质中的含氧量会发生变化，细菌含量会发生变化等），不同周期实验评价的介质性质会不同，其腐蚀速率与介质的性质不能完全对应；其缺点之四是目前的测试方法是将挂片先放入测试装置中，然后才能够开始加热，调节压力与搅拌速度，由于不同时期的环境变化，操作人员的变化，会导致初期挂片在介质中的条件发生较大的变化，甚至在实验的过程中会因为各种客观因素（停电、单个容器出现故障，单个搅拌器出现故障等）的变化而引起测试环境的变化，使数据没有可对比性。这些因素导致测试的数据准确性差，可对比性差，也不能反映实际生产过程中介质的腐蚀特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种管输介质多流速腐蚀测定装置及测定方法，并针对该装置提供一种管输介质多流速腐蚀测定方法，使用该装置和方法能够完全克服现有动态腐蚀评价仪的不足，即节约时间，同时，模拟条件与现场管输相同，测试环境稳定，数据具有科学性，真实可靠。

本发明的技术方案是输介质多流速腐蚀测定装置，它至少包括自动控制系统、腔体、带压取挂片装置、流速调节模块、加热器和加压系统，其特征是：腔体的前端进液口通过管线与加热器导通，且腔体的前端进液口处设置有安全阀；腔体的后端出液口通过管线与加热器导通回流，并在回流的管线上设置流量计和高压泵；腔体上方的若干开口处都设置带压取挂片装置，腔体的下方设置有排液口，腔体内部设置有若干流速调节模块；加热器上设置有加料口和放空阀，加热器还与加压系统通过管线导通；自动控制系统与腔体、加热器、加压系统、流量计和高压泵都分别导通并能独立控制。

所述的腔体是由两部拼接构成，一部分为腔体端，另一部分为盖端，两部分通过法兰固定连接；腔体端的内壁设置有固定板槽，流速调节模块与固定板槽固定连接，腔体端的进液口处设置有挡板。

所述的带压取挂片装置是由固定帽、活动取挂片杆、密封帽、密封腔、连接短接、泄压阀、焊接短接和高压球阀构成，共有六个；焊接短接与腔体上方的开口处焊接固定，焊接短接与高压球阀固定连接，密封腔通过连接短接与高压球阀连接，活动取挂片杆由密封腔伸入，并穿过密封腔和高压球阀至内腔内部的流速调节模块；活动取挂片杆与密封腔之间设置密封帽，固定帽套装在活动取挂片杆的顶部；连接短接上设置有泄压阀，密封腔与密封帽之间夹持有高压组合密封。

所述的流速调节模块是若干不同孔径的流速调节模块，每个流速调节模块都设置有与固定板槽对应的沟槽，且每个流速调节模块都设置有与活动取挂片杆对应的孔道。

所述的加热器是圆通结构，它上端面的流体出口通过管线与腔体的进液口导通，下端面的流体进口通过管线与腔体的出液口导通；加热器的上端面还设置有加料口、放空阀、温度传感器插口、压力装置接口，温度传感器插口通过插入温度传感器与自动控制系统导通，压力装置接口与加压系统导通；加热器内部还设置有温度加热器。

所述的加压系统是气瓶或加压泵与定压控制阀导通，通过管线与加热器的压力装置接口导通。

所述的自动控制系统是由计算机控制的自动控制系统，还包括与计算机导通的温度控制仪、压力记录仪和流量调节剂；自动控制系统与腔体、加热器、加压系统、流量计和高压泵都分别导通，能独立控制并采集各部分数据。

这种管输介质多流速腐蚀测定装置的管输介质多流速腐蚀测定方法如下：

步骤1，设置流速调节模块；根据实际情况，确定需要测定介质的几种不同流速值；然后根据高压泵的排量，通过自动控制系统进行计算，确定不同流速值对应的流速调节模块；拆除腔体的盖端，将流速调节模块按照沿腔体端的进液口向后的顺序，从大到小依次顺序将流速调节模块固定在固定板槽上；最后，重新将盖端与腔体端通过法兰固定连接；

步骤2，调节温度；打开加热器上的加料口和放空阀，加入测试介质充满整个系统，同时关闭加料口和放空阀；然后，启动高压泵，通过自动控制系统调节所需的流量；然后，启动加热器的温度加热器，在介质循环的状态下，加热介质使温度达到要求；

步骤3，将测试的试片装入腔体；将测试的试片装入腔体，即对带压取挂片装置进行挂片操作，卸下固定帽，并上拉活动取挂片杆至高压球阀以上的密封腔内；关闭高压球阀，打开泄压阀，并将密封腔与连接短接拆开，即将密封腔以上的装置整体拆下，并将测试的试片与拉活动取挂片杆的末端固定；然后，通过连接短接重新将密封腔以上的装置安装，并下压活动取挂片杆使其末端的试片进入腔体中流速调节模块的孔道内；最后，安装上固定帽，将活动取挂片杆定位；

步骤4；调节压力；启动加压装置，对整个系统内部介质进行加压，达到设计的要求；若压力低于设计要求，则重新调节加压装置的定压控制阀，对整个系统进一步加压；若压力高于设计压力，则先打开放空阀，将系统压力降至设计压力以下，再将放空阀关闭并调节定压控制阀，对系统进行加压，直到达到设计的要求；

步骤5；进行实验；按照设计的实验周期进行实验，若实验不进行缓蚀剂的评价，则直接完成实验周期；若实验需要进行缓蚀剂的评价，则在整个系统运行的情况下，上提活动取挂片杆使试片从腔体中取出，通过加料口加入实验要求浓度的缓蚀剂，然后再将试片重新装入腔体内，并完成实验周期；

步骤6；取得实验结果；完成实验周期后，系统停止运行，打开放空阀，然后将固定帽卸除，将活动去挂片杆上提至密封腔，同时关闭高压球阀，打开泄压阀，泄压后，拆除密封腔以上装置，取下试片，处理并记录本次实验结果；位于不同流速调节模块内的试片，反应不同流速的实验结果；同时，打开排液口将系统内介质排净，并用水清洗系统，待下次使用，至此整个测试过程结束。

本发明的特点是利用多个带压取挂片装置携带多个试片，通过一次实验对不同流速下的介质腐蚀性进行测试，大大缩短了实验所需要的周期，提高了实验效率；同时，在一次实验环境中同时进行的多组测试，可以消除多次实验中自然因素带来的差异；采用密闭腔体结合加热与加压装置，模拟了实际中管输的状态，使实验结果更具有科学性；调整了现有技术中加入试片的时机，使整个实验结果更符合真实的情况，同时避免因各种客观因素（停电、装置故障等）引起的不必要的误差，增强了实验的准确性。

附图说明

下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

图1是管输介质多流速腐蚀测定装置的结构示意图；

图2是腔体的结构示意图；

图3是带压取挂片装置的结构示意图；

图4是加热器的结构示意图。

图中：1、自动控制系统；2、腔体；3、带压取挂片装置；4、流速调节模块；5、加热器；6加压系统；7、流量计；8、高压泵；9、安全阀；10、加料口；11、放空阀；12、排液口；21、法兰；22、固定板槽；23、挡板；24、腔体端；25、盖端；31、固定帽；32、活动取挂片杆；33、密封帽；34、密封腔；35、高压组合密封；36、连接短接；37、泄压阀37；38、焊接短接；39、高压球阀；51、流体出口；52、流体进口；53、度传感器插口；54、压力装置接口；55、温度加热器。

具体实施方式

实施例1

根据实验的需要，同时测定介质在六种不同流速下的腐蚀性要求。

如图1所示，管输介质多流速腐蚀测定装置，它至少包括自动控制系统1、腔体2、六个带压取挂片装置3、六个不同孔径的流速调节模块4、加热器5和加压系统6。

腔体2上设置有六个带压取挂片装置3，内部设置有六个不同孔径的流速调节模块4，流速调节模块按照从进液口至出液口的方向，流速调节模块4的孔径依次减小的方式。

腔体2的前端进液口通过管线与加热器5导通，且腔体2的前端进液口处设置有安全阀9；腔体2的后端出液口通过管线与加热器5导通回流，并在回流的管线上设置流量计7和高压泵8。

高压泵8是整个系统中介质循环的动力源，流量计7则对系统中循环的介质进行数据采集。

加热器5与加压系统6导通，加热器5上设置有加料口10和放空阀11，同时，自动控制系统1与腔体2、加热器5、加压系统6、流量计7和高压泵8都分别导通。

这里自动控制系统1是由计算机控制的自动控制系统，还包括与计算机导通的温度控制仪、压力记录仪和流量调节剂；自动控制系统1与腔体2、加热器5、加压系统6、流量计7和高压泵8都分别导通，能独立控制并采集各部分数据。

如图2所示，腔体2是由两部拼接构成的中空腔体，一部分为腔体端24，另一部分为盖端25，两部分通过法兰21固定连接。两部分拼接设计能够实现腔体2的自由打开，能够根据实验的需要进行更换内部流速调节模块4的需要。

腔体端24的内壁设置有固定板槽22，流速调节模块4能够与固定板槽22固定连接，腔体端24的进液口处设置有挡板23。

流速调节模块4是不同孔径的流速调节模块4，每个流速调节模块4都设置有与固定板槽22对应的沟槽，且每个流速调节模块4都设置有与活动取挂片杆32对应的孔道。

腔体2上方均匀的设置有六个开口处，每个开口处都焊接固定一个带压取挂片装置3，腔体2的下方设置有排液口12。

如图3所示，六个带压取挂片装置3的结构相同，都是由固定帽31、活动取挂片杆32、密封帽33、密封腔34、连接短接36、泄压阀37、焊接短接38和高压球阀39构成。

焊接短接38与腔体2上方的开口处焊接固定，焊接短接38与高压球阀39固定连接，密封腔34通过连接短接36与高压球阀39连接，活动取挂片杆32由密封腔34伸入，并可穿过密封腔34和高压球阀39至内腔2内部的流速调节模块4的孔道内。

密封腔34与密封帽33之间夹持有高压组合密封35，能够实现在活动取挂片杆32的上下移动过程中的完全密封。

活动取挂片杆32与密封腔34之间设置密封帽33，固定帽31套装在活动取挂片杆32的顶部；固定帽31用于对活动取挂片干32的定位，密封帽33确保活动取挂片杆32与密封腔34之间的密闭。

连接短接36还上设置有泄压阀37，用于在进行装片和取片过程中的泄压。

如图4所示，加热器5是圆通结构，其内部设置温度加热器55，温度加热器55为加热器5提供热源。

加热器5上端面的流体出口51通过管线与腔体2的进液口导通，下端面的流体进口52通过管线与腔体2的出液口导通，构成密闭的循环回路。

加热器5的上端面还设置有加料口10、放空阀11、温度传感器插口53、压力装置接口54，温度传感器插口53通过插入温度传感器与自动控制系统1导通，压力装置接口54与加压系统6导通。

加压系统6是气瓶或加压泵与定压控制阀导通，通过管线与加热器5的压力装置接口54导通。

管输介质多流速腐蚀测定装置的管输介质多流速腐蚀测定方法，其具体的实验过程如下：

步骤1，设置流速调节模块4；根据实际情况，首先，确定实验需要测定介质的六种不同流速值。

其次，根据高压泵8的排量，通过自动控制系统1进行计算，确定六中不同流速值对应的六个流速调节模块4。

然后，拆除腔体2的盖端25，将六个流速调节模块4按照沿腔体端24的进液口向后的顺序，从大到小依次顺序将流速调节模块4固定在固定板槽22上。

最后，重新将盖端25与腔体端24通过法兰21固定连接，整个装置的准备过程结束。

步骤2，调节温度；首先，打开加热器5上的加料口10和放空阀11，加入测试介质充满整个系统，同时关闭加料口10和放空阀11；

其次，启动高压泵8，通过自动控制系统1调节所需的流量，整个系统中的介质运动起来，整个系统开始工作。

然后，启动加热器5的温度加热器55，在介质循环的状态下，加热介质使温度达到要求。

步骤3，将测试的试片装入腔体2；将测试的试片装入腔体，即对带压取挂片装置3进行挂片操作。

取六个试片，分别对六个带压取挂片装置3进行挂片操作。

首先，卸下固定帽31，解除对上拉活动取挂片杆32的限制，并上拉活动取挂片杆32至高压球阀39以上的密封腔34内。

其次，关闭高压球阀39，打开泄压阀37，并将密封腔34与连接短接36拆开，即将密封腔34以上的装置整体拆下，并将测试的试片与拉活动取挂片杆32的末端固定。

然后，通过连接短接36重新将密封腔34以上的装置安装，并下压活动取挂片杆32使其末端的试片进入腔体2中流速调节模块4的孔道内。

最后，安装上固定帽31，将活动取挂片杆32定位，并关闭泄压阀37。

步骤4；调节压力；启动加压装置6，对整个系统内部介质进行加压，达到设计的要求。

针对实际加压过程中出现的情况，这里采用以下两种办法处理：

（1）若压力低于设计要求，则重新调节加压装置6的定压控制阀，对整个系统进一步加压；

（2）若压力高于设计压力，则先打开放空阀11，将系统压力降至设计压力以下，再将放空阀11关闭并调节定压控制阀，对系统进行加压，直到达到设计的要求。

步骤5；进行实验；按照设计的实验周期进行实验，在这里，实验不进行缓蚀剂的评价，则直接按照实验方法完成实验周期。

步骤6；取得实验结果；完成实验周期后，系统停止运行，打开放空阀11，然后将固定帽31卸除，将活动去挂片杆32上提至密封腔34，同时关闭高压球阀39，打开泄压阀37，泄压后，拆除密封腔34以上装置，取下试片，处理并记录本次实验结果。

位于不同流速调节模块4内的试片，反应不同流速的实验结果，即六个设置在不同流速调节模块4孔道内的试片，能够反映实验需要的六种不同流速下的腐蚀状态。

最后，打开排液口12将系统内介质排净，并用水清洗系统，待下次使用，至此整个测试过程结束。

应用管输介质多流速腐蚀测定装置的管输介质多流速腐蚀测定方法，模拟了实际管道内的情况，六组不同流速的实验同时进行，避免了多次实验中客观因素带来的误差，同时，调整现有技术中试片的加入时机，使得整个实验的过程和结果更真实，具有科学性和可靠性。

实施例2

根据实验的需要，同时测定介质在三种不同流速下的腐蚀性，并需要进行缓蚀剂的评价。

本实施例与实施例1的结构基本相同，不同的是，根据实验的要求，三种不同流速只需要设置三个带压取挂片装置3和三个不同孔径的流速调节模块4。

将管输介质多流速腐蚀测定装置按照实施例1中的方式安装连接完毕，并按照实施例1的方式进行实验，这里不作详细叙述。

但是，由于需要在实验中进行缓蚀剂的评价，所以在实验进行的步骤5中，采用以下方式：

步骤5，进行实验；按照设计的实验周期进行实验，实验需要进行缓蚀剂的评价，则在整个系统运行的情况下，上提活动取挂片杆32使试片从腔体2中取出，通过加料口10加入实验要求浓度的缓蚀剂，然后再将试片重新装入腔体2内，并完成实验周期。

本实施例中，同样应用这种应用管输介质多流速腐蚀测定装置和其方法，不但对三种流速下的介质腐蚀性进行了实验，达到与实施例1中相同的效果，同时进行了缓蚀剂的评价。

 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.管输介质多流速腐蚀测定装置，它至少包括自动控制系统（1）、腔体（2）、带压取挂片装置（3）、流速调节模块（4）、加热器（5）和加压系统（6），其特征是：腔体（2）的前端进液口通过管线与加热器（5）导通，且腔体（2）的前端进液口处设置有安全阀（9）；腔体（2）的后端出液口通过管线与加热器（5）导通回流，并在回流的管线上设置流量计（7）和高压泵（8）；腔体（2）上方的若干开口处都设置带压取挂片装置（3），腔体（2）的下方设置有排液口（12），腔体（2）内部设置有若干流速调节模块（4）；加热器（5）上设置有加料口（10）和放空阀（11），加热器（5）还与加压系统（6）通过管线导通；自动控制系统（1）与腔体（2）、加热器（5）、加压系统（6）、流量计（7）和高压泵（8）都分别导通并能独立控制。

2.根据权利要求1中所述的管输介质多流速腐蚀测定装置，其特征是：所述的腔体（2）是由两部拼接构成，一部分为腔体端（24），另一部分为盖端（25），两部分通过法兰（21）固定连接；腔体端（24）的内壁设置有固定板槽（22），流速调节模块（4）与固定板槽（22）固定连接，腔体端（24）的进液口处设置有挡板（23）。

3.根据权利要求1中所述的管输介质多流速腐蚀测定装置，其特征是：所述的带压取挂片装置（3）是由固定帽（31）、活动取挂片杆（32）、密封帽（33）、密封腔（34）、连接短接（36）、泄压阀（37）、焊接短接（38）和高压球阀（39）构成，共有六个；焊接短接（38）与腔体（2）上方的开口处焊接固定，焊接短接（38）与高压球阀（39）固定连接，密封腔（34）通过连接短接（36）与高压球阀（39）连接，活动取挂片杆（32）由密封腔（34）伸入，并穿过密封腔（34）和高压球阀（39）至内腔（2）内部的流速调节模块（4）；活动取挂片杆（32）与密封腔（34）之间设置密封帽（33），固定帽（31）套装在活动取挂片杆（32）的顶部；连接短接（36）上设置有泄压阀（37），密封腔（34）与密封帽（33）之间夹持有高压组合密封（35）。

4.根据权利要求1中所述的管输介质多流速腐蚀测定装置，其特征是：所述的流速调节模块（4）是若干不同孔径的流速调节模块（4），每个流速调节模块（4）都设置有与固定板槽（22）对应的沟槽，且每个流速调节模块（4）都设置有与活动取挂片杆（32）对应的孔道。

5.根据权利要求1中所述的管输介质多流速腐蚀测定装置，其特征是：所述的加热器（5）是圆通结构，它上端面的流体出口（51）通过管线与腔体（2）的进液口导通，下端面的流体进口（52）通过管线与腔体（2）的出液口导通；加热器（5）的上端面还设置有加料口（10）、放空阀（11）、温度传感器插口（53）、压力装置接口（54），温度传感器插口（53）通过插入温度传感器与自动控制系统（1）导通，压力装置接口（54）与加压系统（6）导通；加热器（5）内部还设置有温度加热器（55）。

6.根据权利要求1中所述的管输介质多流速腐蚀测定装置，其特征是：所述的加压系统(6)是气瓶或加压泵与定压控制阀导通，通过管线与加热器(5)的压力装置接口(54)导通。

7.根据权利要求1中所述的管输介质多流速腐蚀测定装置，其特征是：所述的自动控制系统（1）是由计算机控制的自动控制系统，还包括与计算机导通的温度控制仪、压力记录仪和流量调节剂；自动控制系统（1）与腔体（2）、加热器（5）、加压系统（6）、流量计（7）和高压泵（8）都分别导通，能独立控制并采集各部分数据。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的管输介质多流速腐蚀测定装置，其特征是：这种管输介质多流速腐蚀测定装置的管输介质多流速腐蚀测定方法如下：

步骤1，设置流速调节模块（4）；根据实际情况，确定需要测定介质的几种不同流速值；然后根据高压泵（8）的排量，通过自动控制系统（1）进行计算，确定不同流速值对应的流速调节模块（4）；拆除腔体（2）的盖端（25），将流速调节模块（4）按照沿腔体端（24）的进液口向后的顺序，从大到小依次顺序将流速调节模块（4）固定在固定板槽（22）上；最后，重新将盖端（25）与腔体端（24）通过法兰（21）固定连接；

步骤2，调节温度；打开加热器（5）上的加料口（10）和放空阀（11），加入测试介质充满整个系统，同时关闭加料口（10）和放空阀（11）；然后，启动高压泵（8），通过自动控制系统（1）调节所需的流量；然后，启动加热器（5）的温度加热器（55），在介质循环的状态下，加热介质使温度达到要求；

步骤3，将测试的试片装入腔体（2）；将测试的试片装入腔体，即对带压取挂片装置（3）进行挂片操作，卸下固定帽（31），并上拉活动取挂片杆（32）至高压球阀（39）以上的密封腔（34）内；关闭高压球阀（39），打开泄压阀（37），并将密封腔（34）与连接短接（36）拆开，即将密封腔（34）以上的装置整体拆下，并将测试的试片与拉活动取挂片杆（32）的末端固定；然后，通过连接短接（36）重新将密封腔（34）以上的装置安装，并下压活动取挂片杆（32）使其末端的试片进入腔体（2）中流速调节模块（4）的孔道内；最后，安装上固定帽（31），将活动取挂片杆（32）定位；

步骤4；调节压力；启动加压装置（6），对整个系统内部介质进行加压，达到设计的要求；若压力低于设计要求，则重新调节加压装置（6）的定压控制阀，对整个系统进一步加压；若压力高于设计压力，则先打开放空阀（11），将系统压力降至设计压力以下，再将放空阀（11）关闭并调节定压控制阀，对系统进行加压，直到达到设计的要求；

步骤5；进行实验；按照设计的实验周期进行实验，若实验不进行缓蚀剂的评价，则直接完成实验周期；若实验需要进行缓蚀剂的评价，则在整个系统运行的情况下，上提活动取挂片杆（32）使试片从腔体（2）中取出，通过加料口（10）加入实验要求浓度的缓蚀剂，然后再将试片重新装入腔体（2）内，并完成实验周期；

步骤6；取得实验结果；完成实验周期后，系统停止运行，打开放空阀（11），然后将固定帽（31）卸除，将活动去挂片杆（32）上提至密封腔（34），同时关闭高压球阀（39），打开泄压阀（37），泄压后，拆除密封腔（34）以上装置，取下试片，处理并记录本次实验结果；位于不同流速调节模块（4）内的试片，反应不同流速的实验结果；同时，打开排液口（12）将系统内介质排净，并用水清洗系统，待下次使用，至此整个测试过程结束。

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